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KR102471961B1 - Double metal sheets for automobile and method for manufacturing the same - Google Patents

Double metal sheets for automobile and method for manufacturing the same Download PDF

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KR102471961B1
KR102471961B1 KR1020170088284A KR20170088284A KR102471961B1 KR 102471961 B1 KR102471961 B1 KR 102471961B1 KR 1020170088284 A KR1020170088284 A KR 1020170088284A KR 20170088284 A KR20170088284 A KR 20170088284A KR 102471961 B1 KR102471961 B1 KR 102471961B1
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magnesium alloy
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신희상
이건용
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르노코리아자동차 주식회사
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Abstract

마그네슘 합금 판재를 사용한 자동차용 이중 금속판재구조 및 이의 제조방법이 제공된다. 이 자동차용 이중 금속판재구조는, 차체 조립 전에 마그네슘 합금 판재 상에 금속코팅층을 형성하고 이를 철계 또는 알루미늄계 판재와 결합한 후 하도 도장을 시행하기 때문에, 갈바닉 부식이나 도장 과정에서의 욕조 오염을 최소화할 수 있다.A double metal sheet structure for automobiles using a magnesium alloy sheet and a method for manufacturing the same are provided. This double metal plate structure for automobiles forms a metal coating layer on a magnesium alloy plate before assembling the vehicle body, combines it with an iron-based or aluminum-based plate, and then applies undercoating, so that galvanic corrosion or bathtub contamination during the painting process can be minimized. can

Description

자동차용 이중 금속판재구조 및 이의 제조방법{Double metal sheets for automobile and method for manufacturing the same}Double metal sheet structure for automobiles and manufacturing method thereof {Double metal sheets for automobile and method for manufacturing the same}

본 발명은 자동차용 이중 금속판재구조 및 이의 제조방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 무게 대비 강도가 높고 부식우려가 없는 자동차용 이중 금속판재구조 및 이의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a double metal plate structure for automobiles and a manufacturing method thereof, and more particularly, to a double metal plate structure for automobiles having high strength-to-weight ratio and no risk of corrosion, and a manufacturing method thereof.

자동차 메이커 입장에서 가장 중요한 이슈 중 하나는 자동차 경량화이다. 자동차의 무게가 가벼우면 에너지 효율성이 극대화되어 연비 개선에 이롭기 때문입니다. 자동차 경량화를 위하여 기존 재료를 대체할 수 있는 새로운 소재의 개발이 연구되고 있다. 예컨대, 마그네슘 합금 판재는 금속 판재 중 무게 대비 강도가 가장 높아서 기존 강판을 대체할 경량화 소재로 주목 받고 있다. 하지만, 마그네슘 합금 판재를 자동차용 내/외 판재에 적용하고자 하는 경우 자동차 도장에 문제가 발생하여 실용성이 떨어지는 문제가 있다. 이하 일반적인 자동차 도장공정을 기반으로 마그네슘 합금 판재를 사용하기 어려운 이유를 자세히 설명한다.One of the most important issues for car manufacturers is weight reduction. This is because when a vehicle is light in weight, energy efficiency is maximized, which is beneficial for improving fuel economy. Research is being conducted on the development of new materials that can replace existing materials in order to reduce the weight of automobiles. For example, a magnesium alloy sheet has the highest strength-to-weight ratio among metal sheets, and thus has attracted attention as a lightweight material to replace existing steel sheets. However, when the magnesium alloy sheet is to be applied to the interior/exterior sheet for automobiles, there is a problem in practicality due to problems in automobile painting. Hereinafter, the reason why it is difficult to use a magnesium alloy sheet based on a general automobile painting process will be described in detail.

자동차용 도장은 내산성, 내식성, 내후성 등의 내구성과 색채, 도장 외관의 의장성 등 품질을 위해 여러 가지가 요구된다. 요구되는 품질을 만족시키기 위해서 자동차용 도장에서는 특정 기능을 가진 도장으로 적층하고 있다. 자동차용 도장은 하도 도장 공정 → 중도 도장 공정 → 상도 도장 공정의 순으로 적층한다. 여기서, 하도 도장 공정은 탈지, 화성 처리 및 전착 도장 등으로 이루어진다.Automotive paint requires various things for quality, such as durability such as acid resistance, corrosion resistance, and weather resistance, color, and design of the painted exterior. In order to satisfy the required quality, paints for automobiles are laminated with paints with specific functions. Automotive painting is laminated in the order of lower coating process → middle coating process → top coating process. Here, the undercoating process consists of degreasing, chemical conversion treatment, electrodeposition coating, and the like.

만일 마그네슘 합금 판재를 이용하는 경우 하도 도장 공정에서 문제가 발생한다. 즉, 화성 처리 과정에서 처리 욕조에 담긴 산성계열의 화성처리액에 의해 마그네슘 합금 판재로부터 마그네슘이 용출되어 욕조를 오염시키게 된다. 욕조가 오염되면 후속하는 전착 도장 처리 시에 도장 품질을 현저히 저하시키게 된다. 나아가 강판에 마그네슘 합금 판재를 직접 접촉하여 사용하는 경우, 두 금속 간의 표준전극전위의 차이가 매우 커서 습한 환경에서는 마그네슘 합금 판재에 급격한 갈바닉 부식이 발생한다.If a magnesium alloy plate is used, a problem occurs in the undercoating process. That is, during the chemical conversion process, magnesium is eluted from the magnesium alloy sheet by the acidic chemical conversion solution contained in the treatment bath, contaminating the bathtub. If the bathtub is contaminated, the painting quality is significantly deteriorated during the subsequent electrodeposition coating treatment. Furthermore, when the magnesium alloy sheet is used in direct contact with the steel sheet, the difference in standard electrode potential between the two metals is very large, and rapid galvanic corrosion occurs in the magnesium alloy sheet in a humid environment.

마그네슘 용출이나 갈바닉 부식을 극복하기 위하여, 차체 조립 전에 마그네슘 합금 판재에 대해서만 별도로 유기 절연피막을 도포하는 과정을 추가하는 노력이 있었다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 이러한 노력에 대하여 자세히 설명한다. 도 1은 종래 기술에 따른 마그네슘 합금 판재를 이용한 하도 도장 방법을 나타낸 순서도이고, 도 2는 도 1의 과정을 거쳐 완성된 이중 금속판재구조의 단면도이다.In order to overcome magnesium elution or galvanic corrosion, efforts have been made to add a process of separately applying an organic insulating film only to the magnesium alloy sheet before assembly of the vehicle body. These efforts will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2 below. 1 is a flowchart showing a method of undercoating using a magnesium alloy plate according to the prior art, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a double metal plate structure completed through the process of FIG. 1.

종래에 사용하던 철계 또는 알루미늄계 판재(3)를 준비하고(S10), 이를 부품 성형한다(S12).A conventionally used iron-based or aluminum-based plate material 3 is prepared (S10), and parts are formed therefrom (S12).

마그네슘 합금 판재(1)를 준비하고(S20), 이를 부품 성형한다(S22). 마그네슘 합금 판재로 성형된 부품에 대하여 그 표면에 유기 절연피막을 형성한다(S24).Prepare a magnesium alloy plate (1) (S20), and mold it into parts (S22). An organic insulating film is formed on the surface of a part formed from a magnesium alloy plate (S24).

이어서 철계 또는 알루미늄계 판재(3)로 이루어진 부품과, 마그네슘 합금 판재(1)로 이루어진 부품을 결합하여 이중 금속판재로 된 부품을 완성하고 이를 이용하여 차체를 조립한다(S30). 조립된 차체에 대하여 하도 도장을 실시한다(S40). 여기서 하도 도장 공정은 탈지, 화성 처리 및 전착 도장 등으로 이루어진다.Subsequently, a part made of an iron-based or aluminum-based plate 3 and a part made of a magnesium alloy plate 1 are combined to complete a part made of a double metal plate, and a vehicle body is assembled using the same (S30). Undercoating is performed on the assembled vehicle body (S40). Here, the undercoating process consists of degreasing, chemical conversion treatment, and electrodeposition coating.

도 2를 참조하여 하도 도장이 완성된 차체의 단면을 살펴보면 다음과 같은 구조를 가진다. 먼저, 유기 절연피막 형성 과정(S24)을 수행함으로써 마그네슘 합금 판재(1)의 외부에는 유기 절연피막(2)이 형성된다. 차체 조립 과정(S30)을 거치면서 유기 절연피막(2)이 도포된 마그네슘 합금 판재(1)와, 철계 또는 알루미늄계 판재(3)가 결합하여 이중 금속판재를 형성한다. 마지막으로 전착도장을 거치면서 이중 금속판재의 외면에 전착도장막(4)이 형성된다. Referring to FIG. 2, a cross-section of a vehicle body after painting has been completed has the following structure. First, the organic insulating film 2 is formed on the outside of the magnesium alloy sheet 1 by performing the organic insulating film forming process (S24). Through the body assembly process (S30), the magnesium alloy plate 1 coated with the organic insulating film 2 and the iron-based or aluminum-based plate 3 are combined to form a double metal plate. Finally, the electrodeposition coating film 4 is formed on the outer surface of the double metal sheet through electrodeposition coating.

여기서, 전착도장막(4)이 이중 금속판재의 외면에 균일하게 형성되지 않는 문제가 발생한다. 전착도장은 전기가 통하는 금속 표면에 대해서만 코팅되는 특성이 있기 때문에, 유기 절연피막(2)으로 둘러싸인 마그네슘 합금 판재(1)에는 전착도장막(4)이 형성되지 않는다. 특히, 철계 또는 알루미늄계 판재(3)와 마그네슘 합금 판재(1)의 결합부 가장자리(A)의 경우 부식에 취약한 상태로 외부로 드러나게 된다. 또한, 유기 절연피막(2)은 마그네슘 합금 판재(1)와 철계 또는 알루미늄계 판재(3)와의 접합강도를 떨어뜨리는 원인이 된다.Here, a problem arises in that the electrodeposition coating film 4 is not uniformly formed on the outer surface of the double metal plate. Since electrodeposition coating has a characteristic of coating only the surface of a metal that conducts electricity, the electrodeposition coating film 4 is not formed on the magnesium alloy sheet 1 surrounded by the organic insulating film 2. In particular, in the case of the joint edge A of the iron-based or aluminum-based plate 3 and the magnesium alloy plate 1, it is exposed to the outside in a state vulnerable to corrosion. In addition, the organic insulating film 2 causes a decrease in bonding strength between the magnesium alloy plate 1 and the iron-based or aluminum-based plate 3.

나아가 차체조립 이전에 마그네슘 합금 판재(1)를 위해 별도의 도장공장을 수행하는 경우, 추가 공정에 따른 제조비용이 상승하는 문제도 있다.Furthermore, when a separate painting shop is performed for the magnesium alloy sheet 1 prior to vehicle body assembly, there is also a problem in that manufacturing costs increase due to additional processes.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 갈바닉 부식이나 욕조 오염을 최소화한 자동차용 이중 금속판재구조를 제공하고자 하는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to provide a double metal plate structure for automobiles that minimizes galvanic corrosion or bathtub contamination.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 이러한 자동차용 이중 금속판재구조의 제조방법을 제공하고자 하는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide a method for manufacturing such a double metal plate structure for automobiles.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조는, 양면에 금속코팅층이 형성된 마그네슘 합금 판재; 상기 마그네슘 합금 판재에 결합된 철계 또는 알루미늄계 판재; 및 상기 마그네슘 합금 판재와 상기 철계 또는 알루미늄계 판재로 이루어진 이중 금속판재의 외면에 형성된 전착도장막을 포함한다. 여기서, 상기 금속코팅층은 상기 철계 또는 알루미늄계 판재와 직접 접촉한다.A double metal sheet structure for automobiles according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes a magnesium alloy sheet having metal coating layers formed on both sides; An iron-based or aluminum-based plate material bonded to the magnesium alloy plate member; and an electrodeposition coating film formed on an outer surface of the double metal plate made of the magnesium alloy plate and the iron-based or aluminum-based plate. Here, the metal coating layer directly contacts the iron-based or aluminum-based plate material.

상기 금속코팅층은 아연, 아연합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.The metal coating layer may be made of zinc, zinc alloy, aluminum or aluminum alloy.

상기 금속코팅층은 치환도금, 전해도금 또는 증착 도금을 이용하여 상기 마그네슘 합금 판재에 형성될 수 있다.The metal coating layer may be formed on the magnesium alloy sheet using displacement plating, electrolytic plating, or deposition plating.

상기 이중 금속판재는 자동차용 압연 판재 또는 주조 판재일 수 있다.The double metal plate may be a rolled plate or cast plate for automobiles.

상기 이중 금속판재는 자동차용 후드, 루프, 트렁크 리드 또는 펜더에 사용될 수 있다.The double metal plate may be used for a hood, roof, trunk lid or fender for automobiles.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 다른 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조의 제조방법은, 철계 또는 알루미늄계 판재를 이용하여 부품 성형을 하는 단계; 마그네슘 합금 판재의 양면에 금속코팅층을 형성한 후 부품 성형을 하거나, 마그네슘 합금 판재로 부품 성형을 한 후 금속코팅층을 형성하는 단계; 상기 철계 또는 알루미늄계 판재로 된 부품과, 상기 마그네슘 합금 판재로 된 부품이 결합된 이중 금속판재를 이용하여 차체를 조립하는 단계; 및 상기 차체에 하도 도장을 수행하는 단계를 포함한다. 여기서, 상기 금속코팅층은 상기 철계 또는 알루미늄계 판재와 직접 접촉하고, 상기 하도 도장 과정에서 상기 이중 금속판재의 외면에 균일한 전착도장막이 형성된다.A method for manufacturing a double metal plate structure for automobiles according to another embodiment of the present invention for achieving the above object includes forming a part using an iron-based or aluminum-based plate member; Forming a metal coating layer after forming a metal coating layer on both sides of a magnesium alloy sheet material and then forming a part or forming a part with a magnesium alloy sheet material; assembling a vehicle body using double metal plate materials in which parts made of the iron-based or aluminum-based plate material and parts made of the magnesium alloy plate material are coupled; and performing undercoating on the vehicle body. Here, the metal coating layer is in direct contact with the iron-based or aluminum-based plate material, and a uniform electrodeposition coating film is formed on the outer surface of the double metal plate material in the undercoating process.

상기 금속코팅층은 아연, 아연합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다.The metal coating layer may be made of zinc, zinc alloy, aluminum or aluminum alloy.

상기 금속코팅층은 치환도금, 전해도금 또는 증착 도금을 이용하여 상기 마그네슘 합금 판재에 형성될 수 있다.The metal coating layer may be formed on the magnesium alloy sheet using displacement plating, electrolytic plating, or deposition plating.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 구체적인 내용 및 도면들에 포함되어 있다.Details of other embodiments are included in the specification and drawings.

상술한 바와 같이 본 발명에 따른 자동차용 이중 금속판재구조 및 이의 제조방법에 의하면, 기본적으로 마그네슘 합금 판재를 이용함으로써 강판만을 사용할 때와 비교하여 무게는 낮추되 강도를 높일 수 있다. As described above, according to the double metal plate structure for automobiles and the method for manufacturing the same according to the present invention, by using a magnesium alloy plate material, the weight can be lowered but the strength can be increased compared to the case of using only the steel plate.

또한, 본 발명에 따르면 부품 성형 전에 마그네슘 합금 판재에 금속코팅층을 형성하기 때문에 후속하는 화성처리나 전착도장에서 마그네슘이 외부로 노출되지 않는다. 따라서, 마그네슘 이온 용출을 최소화하여 욕조오염을 지연함으로써 우수한 도장 품질을 얻을 수 있다. In addition, according to the present invention, since the metal coating layer is formed on the magnesium alloy sheet material before forming the part, magnesium is not exposed to the outside in subsequent conversion treatment or electrodeposition painting. Therefore, excellent painting quality can be obtained by delaying bathtub contamination by minimizing the elution of magnesium ions.

나아가 금속코팅층으로 아연 또는 아연합금을 사용하는 경우, 철계 또는 알루미늄계 판재와 금속코팅층 간의 표준전극전위 차가 없거나 현저히 줄어들게 되어 갈바닉 부식에 대한 염려가 없다.Furthermore, when zinc or zinc alloy is used as the metal coating layer, there is no difference in standard electrode potential between the iron-based or aluminum-based plate and the metal coating layer, so there is no concern about galvanic corrosion.

도 1은 종래 기술에 따른 마그네슘 합금 판재를 이용한 하도 도장 방법을 나타낸 순서도이다.
도 2는 도 1의 과정을 거쳐 완성된 이중 금속판재구조의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조가 적용가능한 부품을 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 4는 도 3의 후드를 자른 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다.
도 6은 도 5의 하도 도장 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조를 나타낸 단면도이다.1 is a flow chart showing a method of undercoating using a magnesium alloy sheet material according to the prior art.
Figure 2 is a cross-sectional view of the double metal plate structure completed through the process of Figure 1.
3 is a view showing an example of a part to which a double metal sheet structure for automobiles according to an embodiment of the present invention is applicable.
4 is a cross-sectional view of the hood of FIG. 3 ;
5 is a view sequentially showing a method of manufacturing a double metal plate structure for automobiles according to an embodiment of the present invention.
6 is a view schematically showing the undercoating process of FIG. 5 .
7 is a cross-sectional view showing a double metal plate structure for automobiles according to an embodiment of the present invention.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.Advantages and features of the present invention, and methods of achieving them, will become clear with reference to the detailed description of the following embodiments taken in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in various different forms, only these embodiments make the disclosure of the present invention complete, and common knowledge in the art to which the present invention belongs. It is provided to fully inform the holder of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numbers designate like elements throughout the specification.

본 발명의 "판재"는 얇고 평평한 금속판(sheet metal)을 의미한다. 여기서 "금속판"은 통상의 금속판 원소재를 의미하거나, 평평한 부품형태의 가공재(예컨대, 패널)을 의미할 수 있다. 판재를 형성하는 방법에 따라 압연 판재 및 주조 판재로 나뉠 수 있다. 압연 판재는 금속재료를 회전하는 2개의 롤 사이로 통과시켜 가공한 판재를 말하며, 주조 판재는 금속재료를 녹여 원하는 모양의 주형에 주입하여 응고시킨 판재를 말한다. 또한, 본 발명의 "이중 금속판재구조"는 두 개의 금속판을 각각 형성하여 적어도 일부가 접촉하도록 접합하거나 결합한 구조 또는 부품을 의미한다."Plate" in the present invention means a thin and flat metal plate (sheet metal). Here, the “metal plate” may mean a raw material for a normal metal plate or a processed material (eg, a panel) in the form of a flat part. Depending on the method of forming a plate, it can be divided into a rolled plate and a cast plate. A rolled sheet refers to a sheet processed by passing a metal material between two rotating rolls, and a cast sheet refers to a sheet material melted and injected into a mold of a desired shape to solidify it. In addition, the "double metal plate structure" of the present invention refers to a structure or component in which two metal plates are respectively formed and joined or coupled so that at least a portion thereof is in contact with each other.

이하 도 3 및 도 4를 참조하여 본 발명의 자동차용 이중 금속판재구조가 사용되는 범위를 살펴본다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조가 적용가능한 부품을 예시적으로 나타낸 도면이고, 도 4는 도 3의 후드를 자른 단면도이다.Hereinafter, with reference to FIGS. 3 and 4, the range in which the double metal plate structure for automobiles of the present invention is used will be examined. 3 is a view showing an exemplary part to which a double metal plate structure for automobiles according to an embodiment of the present invention is applicable, and FIG. 4 is a cross-sectional view of the hood of FIG. 3 .

본 발명의 이중 금속판재구조는 자동차 차체, 후드(10), 루프(12), 트렁크 리드(14), 또는 펜더(16) 등에 사용될 수 있다. 또한 도시하지는 않았으나 자동차 도어, 테일게이트, 각 부품을 연결하는 힌지 등에도 사용될 수 있다. 도 4를 참조하면, 후드(10)는 두 개의 판재의 끝단이 서로 접합된 이중 금속판재구조를 가진다. 아우터 패널(outer panel)과 이너 패널(inner panel)은 각각 용도에 적합한 금속재료로 이루어질 수 있다. 예컨대, 아우터 패널은 미려한 도장성과 함께 외부 충돌에 대한 내덴트성(dent resistance)이 높은 철계 또는 알루미늄계 판재(3)로 구성될 수 있다. 반면, 이너 패널은 내구성, 강도 등이 우수한 마그네슘 합금 판재(1)로 구성될 수 있다. 여기서 마그네슘 합금 판재(1)의 양면에는 금속코팅층(20)이 형성되는 것이 바람직하다. 본 발명의 마그네슘 합금 판재(1)는 자동차 차체를 구성하기에 적합한 압연 판재로 구성될 수 있는데, 바람직하게는 알루미늄 함량이 2 내지 4wt%인 것이 좋다. 예컨대, AZ31B 마그네슘 합금(2.5-3.5 wt% Al, 0.6-1.4 wt% Zn, 0.2-1.0 wt% Mn, 나머지가 Mg 및 불가피한 불순물)을 사용할 수 있다. 다만, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니며, 이중 금속판재구조가 사용되는 부품에 따라 마그네슘 합금 판재(1)는 주조 판재로 구성될 수도 있다. 예컨대, 주조 판재로는, AM60 마그네슘 합금(5.5-6.5 wt% Al, 0.26-0.6 wt% Mn, 나머지가 Mg 및 불가피한 불순물) 또는 AZ91 마그네슘 합금(8.3-9.7 wt% Al, 0.35-1.0 wt% Zn, 0.15-0.5 wt% Mn, 나머지가 Mg 및 불가피한 불순물) 등이 사용될 수 있다.The double metal plate structure of the present invention can be used for automobile body, hood 10, roof 12, trunk lid 14, or fender 16. In addition, although not shown, it may be used for a car door, a tailgate, a hinge connecting each part, and the like. Referring to FIG. 4 , the hood 10 has a double metal plate structure in which ends of two plates are bonded to each other. The outer panel and the inner panel may be made of a metal material suitable for each purpose. For example, the outer panel may be composed of an iron-based or aluminum-based plate material 3 having high dent resistance against external collision along with beautiful paintability. On the other hand, the inner panel may be composed of a magnesium alloy sheet 1 having excellent durability and strength. Here, it is preferable that the metal coating layer 20 is formed on both sides of the magnesium alloy sheet material 1 . The magnesium alloy sheet material 1 of the present invention may be composed of a rolled sheet material suitable for constructing an automobile body, and preferably has an aluminum content of 2 to 4 wt%. For example, AZ31B magnesium alloy (2.5-3.5 wt% Al, 0.6-1.4 wt% Zn, 0.2-1.0 wt% Mn, balance Mg and unavoidable impurities) can be used. However, the present invention is not limited thereto, and the magnesium alloy plate 1 may be composed of a cast plate according to a part in which a double metal plate structure is used. For example, as a cast sheet material, AM60 magnesium alloy (5.5-6.5 wt% Al, 0.26-0.6 wt% Mn, the remainder being Mg and unavoidable impurities) or AZ91 magnesium alloy (8.3-9.7 wt% Al, 0.35-1.0 wt% Zn) , 0.15-0.5 wt% Mn, the balance being Mg and unavoidable impurities) and the like may be used.

이하 도 5 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 자동차용 이중 금속판재구조의 제조방법에 대하여 자세히 설명한다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조의 제조방법을 순차적으로 나타낸 도면이다. 도 6은 도 5의 하도 도장 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 자동차용 이중 금속판재구조를 나타낸 단면도이다.Hereinafter, with reference to FIGS. 5 to 7, a method for manufacturing a double metal plate structure for automobiles according to the present invention will be described in detail. 5 is a view sequentially showing a method of manufacturing a double metal plate structure for automobiles according to an embodiment of the present invention. 6 is a view schematically showing the undercoating process of FIG. 5 . 7 is a cross-sectional view showing a double metal plate structure for automobiles according to an embodiment of the present invention.

먼저, 철계 또는 알루미늄계 판재(3)를 준비하고(S10), 이를 부품 성형한다(S12).First, an iron-based or aluminum-based plate material 3 is prepared (S10), and parts are molded thereto (S12).

이와 별도로, 마그네슘 합금 판재(1)를 준비하고(S20), 마그네슘 합금 판재(1)의 양면에 금속코팅층(20)을 형성한다(S21). 금속코팅층(20)은 마그네슘 합금 판재(1)에 대한 갈바닉 부식 및 마그네슘 이온 용출을 방지하기 위한 것으로, 철계 또는 알루미늄계 판재(3)와의 표준전극전위 차이를 현저히 줄일 수 있는 아연, 아연합금, 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어질 수 있다. 여기서, 아연합금으로는 Zn-Ni 합금(0-15wt% Ni, 나머지가 Zn 및 불가피한 불순물)이 있으며, 알루미늄합금으로는 Al-Mn 합금(0-30wt% Mn, 나머지가 Al 및 불가피한 불순물) 또는 Al-Si 합금(0-15wt% Si, 나머지가 Al 및 불가피한 불순물)이 있다. 예컨대, 판재(3)가 철계 금속인 경우 아연 또는 아연합금으로 된 금속코팅층(20)을 사용하면 두 판재(1, 3) 간의 직접 접촉을 방지하여 두 판재(1, 3) 간의 표준전극전위 차이를 줄이는 효과가 있다. 또한, 판재(3)가 알루미늄계 금속인 경우 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 된 금속코팅층(20)을 사용하면 마찬가지로 두 판재(1, 3) 간의 직접 접촉을 방지하여 두 판재(1, 3) 간의 표준전극전위 차이를 줄이는 효과가 있다. 이러한 금속코팅층(20)은 치환도금, 전해도금 또는 증착 도금(vapor deposition)을 이용하여 형성될 수 있다. 여기서 증착 도금은 물리적 기상 증착 또는 화학적 기상 증착 등의 코팅방법을 포함한다. 이어서 금속코팅층(20)이 형성된 마그네슘 합금 판재(1)를 부품 성형한다(S22). 본 실시예에서 마그네슘 합금 판재(1)는 압연 판재로 이루어질 수 있다.Separately, a magnesium alloy sheet 1 is prepared (S20), and a metal coating layer 20 is formed on both sides of the magnesium alloy sheet 1 (S21). The metal coating layer 20 is to prevent galvanic corrosion and magnesium ion elution of the magnesium alloy plate 1, and zinc, zinc alloy, and aluminum that can significantly reduce the difference in standard electrode potential from the iron-based or aluminum-based plate 3 Or it may be made of an aluminum alloy. Here, the zinc alloy is a Zn-Ni alloy (0-15wt% Ni, the balance is Zn and unavoidable impurities), and the aluminum alloy is an Al-Mn alloy (0-30wt% Mn, the balance is Al and unavoidable impurities) or There are Al-Si alloys (0-15wt% Si, balance Al and unavoidable impurities). For example, when the plate material 3 is an iron-based metal, using the metal coating layer 20 made of zinc or zinc alloy prevents direct contact between the two plate materials 1 and 3, thereby reducing the difference in standard electrode potential between the two plate materials 1 and 3. has the effect of reducing In addition, when the plate material 3 is an aluminum-based metal, using the metal coating layer 20 made of aluminum or aluminum alloy similarly prevents direct contact between the two plate materials 1 and 3, thereby providing a standard electrode between the two plate materials 1 and 3. It has the effect of reducing the potential difference. The metal coating layer 20 may be formed using displacement plating, electroplating, or vapor deposition. Here, the deposition plating includes a coating method such as physical vapor deposition or chemical vapor deposition. Subsequently, the magnesium alloy sheet 1 having the metal coating layer 20 formed thereon is part-molded (S22). In this embodiment, the magnesium alloy sheet material 1 may be made of a rolled sheet material.

본 실시예에서는 마그네슘 합금 판재(1) 상에 금속코팅층(20)을 형성한 후 부품 성형하는 경우를 예로 들어 설명하였다. 이 경우 마그네슘 합금 판재(1)는 압연 판재인 것이 바람직하다. 다만 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 마그네슘 합금 판재(1)로 부품 성형을 한 후에 금속코팅층(20)을 형성할 수도 있다. 이 경우 마그네슘 합금 판재(1)는 압연 판재는 물론 주조 판재로 이루어질 수도 있다.In this embodiment, the case where the metal coating layer 20 is formed on the magnesium alloy sheet material 1 and then the part is molded has been described as an example. In this case, the magnesium alloy sheet material 1 is preferably a rolled sheet material. However, the present invention is not limited thereto, and the metal coating layer 20 may be formed after parts are molded from the magnesium alloy sheet material 1 . In this case, the magnesium alloy plate 1 may be made of a cast plate material as well as a rolled plate material.

철계 또는 알루미늄계 판재(3)로 이루어진 부품과, 금속코팅층(20)이 형성된 마그네슘 합금 판재(1)로 이루어진 부품을 결합하여 이중 금속판재로 된 부품을 완성하고, 이를 이용하여 차체를 조립한다(S30). 조립된 차체에 대하여 하도 도장을 실시한다(S40). A part made of an iron-based or aluminum-based plate 3 and a part made of a magnesium alloy plate 1 having a metal coating layer 20 are combined to complete a part made of a double metal plate, and a vehicle body is assembled using this ( S30). Undercoating is performed on the assembled vehicle body (S40).

하도 도장 공정은 이하 도 6을 참조하여 자세히 설명한다. 도 6은 도 5의 하도 도장 공정을 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 실시예에서 하도 도장 공정은 전처리 공정(탈지와 화성처리)과 전착도장 공정을 포함하는 개념으로 사용된다. 우선, 차체를 조립하고 나면(S30) 차체 표면에는 금속이 녹스는 것을 방지하는 방청유(rust preventive oil)가 묻게 된다. 차체를 욕조에 넣어 기름을 완전히 제거하는 탈지(S41)를 거쳐, 도장과의 밀착성을 향상시키도록 강판 표면을 인산염으로 처리하는 화성 처리(chemical conversion treatment)를 수행한다(S42). 이어서 차체의 표면을 조정하고 물로 세척하는 수세를 수행한다(S43). 전착 도장(electrodeposition coating) 공정은 차체의 방청 성능을 목적으로 하며 도장하기 힘든 부분까지 도장하기 위하여 욕조에 차체를 담그고 전기를 통하여 도장을 한다(S44). 이어서 수세 공정을 거쳐(S45) 차체를 건조함으로써(S46), 전체적인 하도 도장 공정이 마무리된다.The undercoating process will be described in detail with reference to FIG. 6 below. 6 is a view schematically showing the undercoating process of FIG. 5 . In this embodiment, the undercoating process is used as a concept including a pretreatment process (degreasing and chemical conversion treatment) and an electrodeposition coating process. First, after assembling the car body (S30), the surface of the car body is coated with rust preventive oil that prevents metal from rusting. After degreasing (S41) in which oil is completely removed by putting the car body in a bathtub, chemical conversion treatment (S42) of treating the surface of the steel plate with phosphate is performed to improve adhesion to the paintwork. Subsequently, water washing is performed to adjust the surface of the vehicle body and wash with water (S43). The electrodeposition coating process aims at improving the anti-corrosive performance of the car body, and immerses the car body in a bathtub and paints through electricity in order to paint even the parts that are difficult to paint (S44). Subsequently, the entire undercoating process is finished by passing through a water washing process (S45) and drying the car body (S46).

도 7은 하도 도장이 완성된 차체의 단면을 나타낸 것이데, 예컨대 도 4의 후드(10) 중 두 판재의 결합부분(B)의 단면일 수 있다. 본 발명의 자동차용 이중 금속판재구조를 살펴보면, 차체 조립(S30) 전에 금속층 코팅 과정(S21)을 진행함으로써 마그네슘 합금 판재(1)의 양면에 금속코팅층(20)이 형성되어 있다. 이어서 차체 조립 과정(S30)을 거치면서 금속코팅층(20) 중 어느 하나에는 철계 또는 알루미늄계 판재(3)가 결합하여 이중 금속판재를 형성한다. 여기서, 금속코팅층(20)은 철계 또는 알루미늄계 판재(3)와 직접 접촉하는데, 두 금속 간에 표준전극전위의 차이가 작아서 갈바닉 부식을 방지할 수 있다.FIG. 7 shows a cross section of a vehicle body on which undercoating has been completed. For example, it may be a cross section of a coupling portion B of two plate materials in the hood 10 of FIG. 4 . Looking at the double metal plate structure for automobiles of the present invention, the metal coating layer 20 is formed on both sides of the magnesium alloy plate 1 by performing the metal layer coating process (S21) before the vehicle body assembly (S30). Then, while going through the body assembly process (S30), an iron-based or aluminum-based plate material 3 is combined with one of the metal coating layers 20 to form a double metal plate material. Here, the metal coating layer 20 is in direct contact with the iron-based or aluminum-based plate 3, and the difference in standard electrode potential between the two metals is small, so that galvanic corrosion can be prevented.

이러한 이중 금속판재구조로 이루어진 차체에 대하여 화성처리(S42)를 진행하더라도 금속코팅층(20)에 의해 마그네슘이 외부로 노출되지 않기 때문에 마그네슘 이온의 용출을 최소화하여 욕조오염을 지연시킬 수 있다. 또한, 전착도장 과정(S44)에서 이중 금속판재구조의 외면이 모두 금속재질로 이루어져 있기 때문에 이중 금속판재의 외면 전체에 대하여 균일한 전착도장막(4)이 형성된다.Even if the chemical conversion treatment (S42) is performed on the car body made of such a double metal plate structure, since magnesium is not exposed to the outside by the metal coating layer 20, the elution of magnesium ions can be minimized, thereby delaying bathtub contamination. In addition, since the outer surface of the double metal plate structure is all made of a metal material in the electrodeposition coating process (S44), a uniform electrodeposition coating film 4 is formed on the entire outer surface of the double metal plate material.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.Although the embodiments of the present invention have been described with reference to the accompanying drawings, those skilled in the art can realize that the present invention can be implemented in other specific forms without changing the technical spirit or essential features. you will be able to understand Therefore, the embodiments described above should be understood as illustrative in all respects and not limiting.

1: 마그네슘 합금 판재
2: 유기 절연피막
3: 철계 또는 알루미늄계 판재
4: 전착도장막
10: 후드
12: 루프
14: 트렁크 리드
16: 펜더
20: 금속코팅층1: Magnesium alloy sheet
2: organic insulating film
3: iron or aluminum plate
4: electrodeposition coating
10: Hood
12: loop
14: trunk lid
16: fender
20: metal coating layer

Claims (7)

양면에 금속코팅층이 형성된 마그네슘 합금 판재;
상기 금속코팅층을 사이에 두고 상기 마그네슘 합금 판재에 결합된 철계 또는 알루미늄계 판재; 및
상기 마그네슘 합금 판재와 상기 철계 또는 알루미늄계 판재로 이루어진 이중 금속판재의 외면에 형성된 전착도장막을 포함하되,
상기 금속코팅층은 상기 철계 또는 알루미늄계 판재와 직접 접촉하고,
상기 철계 또는 알루미늄계 판재가 철계 금속으로 이루어지는 경우 상기 금속코팅층은 상기 마그네슘 합금 판재와 상기 철계 또는 알루미늄계 판재 간의 표준전극전위 차이를 줄이는 아연 또는 아연 합금으로 이루어지고,
상기 철계 또는 알루미늄계 판재가 알루미늄계 금속으로 이루어지는 경우 상기 금속코팅층은 상기 마그네슘 합금 판재와 상기 철계 또는 알루미늄계 판재 간의 표준전극전위 차이를 줄이는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 이중 금속판재구조.Magnesium alloy sheet material having a metal coating layer formed on both sides;
An iron-based or aluminum-based plate member coupled to the magnesium alloy plate member with the metal coating layer interposed therebetween; and
Including an electrodeposition coating film formed on the outer surface of the double metal plate made of the magnesium alloy plate and the iron-based or aluminum-based plate,
The metal coating layer is in direct contact with the iron-based or aluminum-based plate material,
When the iron-based or aluminum-based sheet material is made of an iron-based metal, the metal coating layer is made of zinc or zinc alloy to reduce the difference in standard electrode potential between the magnesium alloy sheet material and the iron-based or aluminum-based sheet material,
When the iron-based or aluminum-based plate is made of an aluminum-based metal, the metal coating layer is made of aluminum or an aluminum alloy that reduces the difference in standard electrode potential between the magnesium alloy plate and the iron- or aluminum-based plate. rescue. 삭제delete 제1항에 있어서,
상기 금속코팅층은 치환도금, 전해도금 또는 증착 도금을 이용하여 상기 마그네슘 합금 판재에 형성되는 자동차용 이중 금속판재구조.According to claim 1,
The metal coating layer is a double metal sheet structure for automobiles formed on the magnesium alloy sheet by using displacement plating, electroplating or deposition plating. 제1항에 있어서,
상기 이중 금속판재는 자동차용 압연 판재 또는 주조 판재인 것을 특징으로 하는 자동차용 이중 금속판재구조.According to claim 1,
The double metal sheet structure for automobiles, characterized in that the double metal sheet material is a rolled sheet material or a cast sheet material for automobiles. 철계 또는 알루미늄계 판재를 이용하여 부품 성형을 하는 단계;
마그네슘 합금 판재의 양면에 금속코팅층을 형성한 후 부품 성형을 하거나, 마그네슘 합금 판재로 부품 성형을 한 후 금속코팅층을 형성하는 단계;
상기 마그네슘 합금 판재로 된 부품과, 상기 금속코팅층을 사이에 두고 상기 마그네슘 합금 판재로 된 부품과 결합한 상기 철계 또는 알루미늄계 판재로 된 부품으로 이루어진 이중 금속판재를 이용하여 차체를 조립하는 단계; 및
상기 차체에 하도 도장을 수행하는 단계를 포함하되,
상기 금속코팅층은 상기 철계 또는 알루미늄계 판재와 직접 접촉하고,
상기 하도 도장 과정에서 상기 이중 금속판재의 외면에 균일한 전착도장막이 형성되고,
상기 철계 또는 알루미늄계 판재가 철계 금속으로 이루어지는 경우 상기 금속코팅층은 상기 마그네슘 합금 판재와 상기 철계 또는 알루미늄계 판재 간의 표준전극전위 차이를 줄이는 아연 또는 아연 합금으로 이루어지고,
상기 철계 또는 알루미늄계 판재가 알루미늄계 금속으로 이루어지는 경우 상기 금속코팅층은 상기 마그네슘 합금 판재와 상기 철계 또는 알루미늄계 판재 간의 표준전극전위 차이를 줄이는 알루미늄 또는 알루미늄 합금으로 이루어지는 것을 특징으로 하는 자동차용 이중 금속판재구조의 제조방법.Forming a part using an iron-based or aluminum-based plate;
Forming a metal coating layer after forming a metal coating layer on both sides of a magnesium alloy sheet material and then forming a part or forming a part with a magnesium alloy sheet material;
assembling a vehicle body using double metal plate materials including parts made of the magnesium alloy plate material and parts made of the iron-based or aluminum-based plate material coupled to the part made of the magnesium alloy plate material with the metal coating layer interposed therebetween; and
Including the step of performing undercoating on the vehicle body,
The metal coating layer is in direct contact with the iron-based or aluminum-based plate material,
In the undercoating process, a uniform electrodeposition coating film is formed on the outer surface of the double metal plate,
When the iron-based or aluminum-based sheet material is made of an iron-based metal, the metal coating layer is made of zinc or zinc alloy to reduce the difference in standard electrode potential between the magnesium alloy sheet material and the iron-based or aluminum-based sheet material,
When the iron-based or aluminum-based plate is made of an aluminum-based metal, the metal coating layer is made of aluminum or an aluminum alloy that reduces the difference in standard electrode potential between the magnesium alloy plate and the iron- or aluminum-based plate. Method of manufacturing the structure. 삭제delete 제5항에 있어서,
상기 금속코팅층은 치환도금, 전해도금 또는 증착 도금을 이용하여 상기 마그네슘 합금 판재에 형성되는 자동차용 이중 금속판재구조의 제조방법.According to claim 5,
The metal coating layer is a method of manufacturing a double metal plate structure for automobiles formed on the magnesium alloy plate using substitution plating, electrolytic plating or deposition plating.
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